در این مقاله با سیستم های تزریق سوخت آشنا می شوید. کاربراتور اولین مکانیزمی است که امکان ترکیب بنزین با هوا را به نسبت مناسب برای آماده سازی مخلوط هوا و سوخت و تامین آن به محفظه های احتراق موتور فراهم می کند. این دستگاه ها تا به امروز به طور فعال مورد استفاده قرار می گیرند - در موتور سیکلت ها، اره های برقی، ماشین های چمن زنی و غیره. این فقط مربوط به صنعت خودرو است، آنها مدت هاست که جایگزین سیستم های تزریق تزریقی، پیشرفته تر و کامل تر شده اند.
کاربراتور چیست؟
کاربراتور وسیله ای است که سوخت و هوا را مخلوط می کند و مخلوط حاصل را به منیفولد ورودی یک موتور احتراق داخلی می رساند. کاربراتورهای اولیه با اجازه دادن به هوا از روی سطح سوخت (در این مورد خاص، بنزین) کار می کردند. اما بیشتر آنها بعداً مقدار اندازه گیری شده سوخت را در جریان هوا پخش کردند. این هوا از جت ها عبور می کند. برای کاربراتور، وضعیت این قطعات بسیار مهم است.
کاربراتور ابزار اصلی برای مخلوط کردن سوخت و هوا در موتورهای احتراق داخلی تا دهه 1980 بود.تردید در مورد اثربخشی آن هنگامی که سوخت می سوزد، آلاینده های مضر زیادی تولید می شود. اگرچه کاربراتورها تا اواسط دهه 1990 در ایالات متحده، اروپا و سایر کشورهای توسعه‌یافته استفاده می‌شدند، اما آنها در کنار سیستم‌های کنترل پیچیده‌تر برای برآوردن الزامات انتشار کربن کار می‌کردند.
سابقه توسعه
انواع مختلف کاربراتور توسط تعدادی از پیشگامان خودرو، از جمله مهندس آلمانی کارل بنز، مخترع اتریشی زیگفرید مارکوس، دانشمند انگلیسی فردریک دبلیو. لانچستر و دیگران ساخته شد. از آنجایی که در سال‌های اولیه پیدایش و توسعه اتومبیل‌ها از روش‌های مختلفی برای مخلوط کردن هوا و سوخت استفاده می‌شد (و موتورهای بنزینی ثابت اصلی نیز از کاربراتور استفاده می‌کردند)، تعیین دقیق اینکه چه کسی این دستگاه پیچیده را اختراع کرد، بسیار دشوار است.
انواع کاربراتور
طراحی های اولیه در روش اصلی عملکردشان متفاوت بود. آنها همچنین با مدرن ترهایی که در بیشتر قرن بیستم تسلط داشتند متفاوت هستند. کاربراتور مدرن برای اره برقی نوع اسپری، موارد مشابه در اتومبیل های مدرن استفاده می شود. اولین ساخت و سازهای تاریخی، به اصطلاح، را می توان به دو نوع اصلی تقسیم کرد:
- کاربراتورهای نوع سطحی.
- کاربراتورهای اسپری.
بیایید بعداً آنها را با جزئیات بررسی کنیم.
کاربراتورهای سطحی
همه طرح‌های کاربراتور اولیه سطحی بودند، اگرچه در این دسته نیز تنوع زیادی وجود داشت. به عنوان مثال، زیگفرید مارکوس چیزی به نام "برس کاربراتور گردان" را در سال 1888 معرفی کرد. و فردریک لانچستر فتیله کاربراتوری خود را در سال 1897 ساخت.
اولین شناور کاربراتوری در سال 1885 توسط ویلهلم مایباخ و گوتلیب دایملر ساخته شد. کارل بنز همچنین در همان زمان کاربراتور نوع شناور را به ثبت رساند. با این حال، این طرح های اولیه کاربراتورهای سطحی بودند که با عبور هوا از روی سطح سوخت به منظور مخلوط کردن آنها کار می کردند. اما چرا یک موتور به کاربراتور نیاز دارد؟ و بدون آن، تامین مخلوط سوخت به محفظه های احتراق غیرممکن بود (انژکتور هنوز در قرن نوزدهم شناخته شده نبود).
بیشتر دستگاه های سطحی بر اساس تبخیر ساده کار می کردند. اما کاربراتورهای دیگری نیز وجود داشتند، آنها به عنوان دستگاه هایی شناخته می شدند که به دلیل "حباب" کار می کنند (به آنها کاربراتور فیلتر نیز می گویند). آنها با فشار دادن هوا به سمت پایین محفظه سوخت کار می کنند. در نتیجه مخلوطی از هوا و سوخت بالاتر از حجم اصلی بنزین تشکیل می شود. و این مخلوط متعاقباً به منیفولد ورودی مکیده می شود.
کاربراتورهای اسپری
اگرچه کاربراتورهای سطحی مختلف در دهه‌های اول پیدایش خودرو غالب بودند، کاربراتورهای اسپری در اواخر قرن نوزدهم و بیستم جایگاه قابل توجهی را پر کردند. بجایبا تکیه بر تبخیر، این کاربراتورها در واقع مقدار کمی از سوخت را به هوا می‌پاشند که توسط ورودی مکیده می‌شود. این کاربراتورها از شناور (مانند طرح های میباخ و بنز قبلی) استفاده می کنند. اما آنها بر اساس اصل برنولی و همچنین اثر ونتوری مانند دستگاه های مدرن مانند کاربراتور K-68 عمل کردند.
یکی از زیرشاخه های کاربراتورهای آئروسل، به اصطلاح کاربراتور فشاری است. اولین بار در دهه 1940 ظاهر شد. اگرچه کاربراتورهای فشاری فقط از نظر ظاهری شبیه کاربراتورهای آئروسل هستند، اما در واقع اولین نمونه از دستگاه های تزریق سوخت اجباری (انژکتور) بودند. کاربراتورهای تحت فشار به جای تکیه بر اثر Venturi برای مکش سوخت از محفظه، سوخت را به همان روشی که انژکتورهای مدرن امروزی می‌پاشند، از سوپاپ‌ها می‌پاشند. کاربراتورها در طول دهه 1980 و 1990 پیچیده تر شدند.
"کاربراتور" به چه معناست؟
"Carburetor" یک کلمه انگلیسی است که از اصطلاح carbure گرفته شده است که از فرانسوی - "carbide" ترجمه شده است. در زبان فرانسوی، carburer به سادگی به معنای "ترکیب (چیزی) با کربن است. به طور مشابه، کلمه انگلیسی "carburetor" از نظر فنی به معنای "افزایش محتوای کربن" است.
کاربراتور K-68 به طور مشابه کار می کند، که در اسکوترهایی از نوع Tula (بعدها مورچه)، موتورسیکلت های Ural و Dnepr استفاده شد.
کامپوننت
همه انواع کاربراتور دارای اجزای مختلفی هستند. اما لوازم مدرن تعدادی ویژگی مشترک دارند، از جمله:
- هواکانال (لوله ونتوری).
- دریچه گاز.
- شیر برقی بیکار.
- پمپ شتاب دهنده.
- محفظه کاربراتور (اولیه، شناور و غیره).
- مکانیسم شناور.
- دیافراگم انتقال سوخت کاربراتور.
- پیچ های تنظیم.
کاربراتور چگونه کار می کند؟
همه انواع کاربراتورها با مکانیسم های مختلفی کار می کنند. به عنوان مثال، کاربراتورهای نوع فیتیله ای با فشار دادن هوا به سطح فتیله های آغشته به گاز کار می کنند. این باعث می شود که بنزین در هوا تبخیر شود. با این حال، لوازم فتیله ای (و سایر وسایل سطحی) بیش از صد سال قدمت دارند.
اکثر کاربراتورهایی که امروزه در وسایل نقلیه استفاده می شوند از مکانیزم اسپری استفاده می کنند. همه آنها به یک شکل کار می کنند. کاربراتورهای مدرن از اثر Venturi برای بیرون کشیدن سوخت از محفظه استفاده می کنند.
اصول اولیه کاربراتور
کاربراتورهای مبتنی بر اصل برنولی دارای ویژگی های خاصی هستند. تغییرات فشار هوا قابل پیش بینی است و مستقیماً با سرعت حرکت آن مرتبط است. این مهم است زیرا مسیر عبور هوا از کاربراتور حاوی یک ونتوری باریک و فشرده است. برای تسریع هوا هنگام عبور از آن لازم است.
جریان هوا (نه جریان مخلوط) از طریق کاربراتور توسط پدال گاز کنترل می شود. به دریچه گاز وصل می شود،با استفاده از کابل در کاربراتور قرار دارد. این سوپاپ زمانی که از پدال گاز استفاده نمی شود ونتوری را می بندد و زمانی که پدال گاز فشار داده می شود باز می شود. این اجازه می دهد تا هوا از طریق ونتوری عبور کند. در نتیجه، سوخت بیشتری از محفظه اختلاط گرفته می شود. عملکرد کاربراتور بر اساس چنین اصولی است.
اکثر کاربراتورها یک سوپاپ اضافی در بالای ونتوری دارند (به نام دریچه گاز که به عنوان دریچه گاز ثانویه عمل می کند). دریچه گاز در هنگام سرد بودن موتور تا حدی بسته می ماند که این امر باعث کاهش هوای عبوری به کاربراتور می شود. این منجر به مخلوط هوا/سوخت غنی‌تر می‌شود، بنابراین دریچه گاز باید پس از گرم شدن موتور (به‌طور خودکار یا دستی) باز شود و دیگر نیازی به مخلوط غنی‌تر نباشد.
سایر اجزای سیستم های کاربراتوری نیز به گونه ای طراحی شده اند که در شرایط مختلف عملیاتی بر مخلوط هوا و سوخت تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، یک شیر برق یا میله اندازه گیری ممکن است مقدار سوخت را در دریچه گاز باز افزایش دهد، یا ممکن است در پاسخ به فشار کم سیستم خلاء (یا موقعیت واقعی دریچه گاز) باشد. کاربراتور یک عنصر پیچیده است و اساس فیزیکی عملکرد آن بسیار پیچیده است.
مشکلات
برخی از مشکلات کاربراتور را می توان با تنظیم چوک، مخلوط یا بیکار حل کرد، در حالی که برخی دیگر نیاز به تعمیر یا تعویض دارند. اغلب غشای کاربراتور فرسوده می شود، پمپ بنزین به داخل محفظه ها متوقف می شود.
وقتیکاربراتور از کار می افتد، موتور تحت شرایط خاص ضعیف کار می کند. برخی از مشکلات سیستم کاربراتور منجر به خرابی موتور می شود، به طور معمول نمی تواند بدون کمک خارجی (به عنوان مثال، کشیدن چوک یا گاز گرفتن مداوم) در حالت بیکار باشد. شایع ترین مشکلات در فصل سرد، زمانی که موتور سخت ترین کار را دارد، رخ می دهد. و کاربراتوری که در موتور سرد ضعیف عمل می‌کند ممکن است در زمان گرم به خوبی کار کند (این به دلیل مشکلات کانال‌های کک‌سازی است).
قابل توجه است که کاربراتور تراکتور پیاده روی همان کاربراتور خودرو است. تفاوت در تعداد عناصر و اندازه آنها است. در برخی موارد، مشکلات کاربراتور را می توان با تنظیم دستی مخلوط یا سرعت دور آرام حل کرد. برای این منظور، مخلوط معمولاً با چرخاندن یک یا چند پیچ تنظیم می شود. آنها دریچه های سوزنی دارند. این پیچ‌ها اجازه می‌دهند که سوپاپ‌های سوزنی به صورت فیزیکی تغییر مکان دهند و در نتیجه مقدار سوخت بسته به موقعیت کاهش می‌یابد (لاغر) یا افزایش می‌یابد (غنی).
تعمیر کاربراتور
بسیاری از مشکلات سیستم کاربراتور را می توان با ایجاد تغییرات یا اصلاحات دیگر بدون خارج کردن دستگاه از موتور حل کرد. برای تنظیم کاربراتور برای تراکتور پیاده، نیازی به جدا کردن آن نیست. اما برخی از مشکلات تنها با حذف دستگاه و یا کامل آن قابل حل استبهبود نسبی بازسازی کاربراتور معمولاً شامل برداشتن بلوک، جدا کردن آن و تمیز کردن آن با حلالی است که به طور خاص برای این منظور طراحی شده است.
تعدادی از اجزای داخلی، مهر و موم و سایر قطعات باید قبل از نصب تعویض شوند. فقط پس از پردازش دقیق لازم است کاربراتور را مونتاژ کرده و در محل نصب کنید. برای انجام خدمات با کیفیت، به کیت تعمیر کاربراتور نیاز دارید. این شامل همه مهم ترین عناصر طراحی است.
بنابراین متوجه شدیم که کاربراتور به معنای واقعی کلمه وسیله ای است که بنزین (سوخت) را به هوا اضافه می کند و این مخلوط را به اتاق های احتراق موتور می رساند.
